[發明專利]一種用于熱鍍鋅鋼板表面處理的改性硅溶膠無鉻鈍化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010711843.8
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111690920B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 陸飚;萬月;羅曉鋒;郭文勇
• 申請（專利權）人: 武漢迪賽環保新材料股份有限公司
• 主分類號: C23C22/12
• 分類號: C23C22/12;C23C22/08;C08G18/73;C08G18/66;C08G18/32;C08G18/10;C08G18/38
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪

本發明涉及金屬表面防腐技術領域，具體公開了一種用于熱鍍鋅鋼板表面處理的改性硅溶膠無鉻鈍化劑的制備方法及應用。本發明鈍化劑是一種環境友好型的無鉻鈍化劑，主要是通過納米材料改性的水性樹脂、改性硅溶膠、磷酸鹽水溶液、含鋯化合物的水溶液等原料制備而成。該鈍化劑以刮涂的方式在熱鍍鋅鋼板表面形成一層鈍化膜，表現出優異的耐蝕性、耐黑變性、耐黃變性和涂裝性。而且該鈍化劑的生產工藝簡單、成本低、穩定性好，具有非常高的工業應用價值。

技術領域

本發明涉及金屬表面防腐新材料技術領域，具體涉及一種用于熱鍍鋅鋼板表面處理的改性硅溶膠無鉻鈍化劑的制備方法及其在金屬耐蝕性能、耐黑變性能、耐黃變性能和涂裝性能方面的應用。

背景技術

熱鍍鋅鋼板是鍍鋅鋼板的一種，主要應用于車船、機電、家電、建材等領域。由于熱鍍鋅鋼板在生產、儲存和使用的過程中，鋅層容易腐蝕，嚴重地影響了熱鍍鋅鋼板的使用性和美觀性。因此，對熱鍍鋅鋼板表面進行防腐處理非常重要。目前，熱鍍鋅鋼廠主要采用的是鉻酸鹽鈍化處理，該處理藥劑的主要成份為三價鉻和六價鉻。在鉻酸鹽鈍化處理的過程中，六價鉻毒性高且易致癌，對人的身體和環境產生嚴重的危害。近年來，隨著我國對環保的要求越來越高，開始對鉻酸鹽用于熱鍍鋅鋼板表面的防腐處理進行嚴格管控，要求使用對環境無危害的無鉻鈍化劑。目前，市面上已經出現了相關的無鉻鈍化劑產品，但大部分都存在耐蝕性、耐黑變性、耐黃變性和涂裝性較差的問題，直接影響了熱鍍鋅鋼板的后期使用。因此，有針對性的開發環保型且綜合性能優異的無鉻鈍化劑顯得極為迫切且尤為重要。

發明內容

針對以上現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供了一種顯著提高熱鍍鋅鋼板表面無鉻鈍化膜各項性能(耐蝕性、耐黑變性、耐黃變性和涂裝性)的改性硅溶膠無鉻鈍化劑，可以作為環保型鈍化劑產品廣泛應用于熱鍍鋅鋼廠。

本發明的第二個目的是在于提供了一種改性硅溶膠無鉻鈍化劑的制備方法，該鈍化劑的生產工藝簡單、成本低、穩定性好，有利于擴大生產，具有非常高的工業應用前景。

本發明采用的技術方案是：一種用于熱鍍鋅鋼板表面處理的改性硅溶膠無鉻鈍化劑，該鈍化劑由以下質量份的各原料制備而成：(A)納米材料改性的水性樹脂32-80份、(B)改性硅溶膠30-60份、(C)磷酸鹽水溶液3-10份、(D)含鋯化合物的水溶液2-10份和(E)去離子水10-100份。

優選的方案，一種用于熱鍍鋅鋼板表面處理的改性硅溶膠無鉻鈍化劑，該鈍化劑由以下質量份的各原料制備而成：(A)納米材料改性的水性樹脂45-60份、(B)改性硅溶膠35-45份、(C)磷酸鹽水溶液3.5-5份、(D)含鋯化合物的水溶液2-3份和(E)去離子水60-90份。

優選的方案，所述(A)納米材料改性的水性樹脂為一種水性陽離子型聚氨酯樹脂，具體由以下方法制備得到：取100份的聚丙二醇400，70份六亞甲基二異氰酸酯(HDI)加入反應容器中，升溫至85℃反應2h；然后降溫至60℃，加入2.8份季戊四醇、15份甲基二乙醇胺(MDEA)以及90份丙酮，60℃繼續反應2h，降溫至42℃，加入12份3-氨基丙基三乙氧基硅烷，攪拌1h，在攪拌下加入360份去離子水，最后用乙酸調節pH至5.0，即得納米材料改性的水性樹脂。

優選的方案，所述(B)改性硅溶膠由以下方法制備得到：向反應釜中加入60份水、1份乙酸和3.8份硫酸鈦，升溫至50℃；然后滴入6份硅烷偶聯劑，滴加完成后反應液在50℃下保溫1h，之后冷卻至室溫，用乙酸調節pH至4.5，即得改性硅溶膠。

優選的方案，所述(B)改性硅溶膠的制備中所用硅烷偶聯劑選自乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和甲基乙烯基二乙氧基硅烷中的一種或多種。

優選的方案，所述(C)磷酸鹽水溶液的制備方法為：將磷酸鹽與去離子水按0.03g/mL-0.15g/mL進行制備，即得；所述磷酸鹽選自磷酸二氫鈉和/或磷酸二氫鋅。